【正文】 M 控制部分的電氣原理圖如圖所示。由此引起諧振電路的固有頻率隨水位變化。諧振式水位傳感器是利用電磁諧振電路 LC 作為傳感器的敏感元件，將被測物體的變化轉(zhuǎn)為 LC 參數(shù)的變化，最終以頻率參數(shù)輸出。 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 17 圖 時鐘電路 檢測電路 水位監(jiān)測電路 水位檢測的精度直接影響洗凈度、水流強度、洗滌時間等參數(shù)。如果系統(tǒng)中使用了單片機的串行口通信，則一般使用頻率為 的晶振。晶振頻率越高，系統(tǒng)的時鐘頻率也就越高，單片機的運行速度也就越快。本設(shè)計采用圖 所示電路。 在 AT89S52 單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端引腳為 XTAL1，其輸出端為XTAL2。當 RST 由高變低后復(fù)位結(jié)束， CPU 從初始狀態(tài)開始工作。 馬君：基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計 16 上電復(fù)位時利用電容充電來實現(xiàn)復(fù)位，其工作原理是：上電瞬間 RST 端的電位與 VCC相同，隨著電容 C6 充電電流的減小， +5V的電壓立即加到了 RST 端，該高電平使得單片機復(fù)位。 單片機的復(fù)位電路有上電復(fù)位和動手復(fù)位兩種形式 ,RST 端的高電平直接由商店瞬間產(chǎn)生高電平則為上電復(fù)位；若通過按鈕產(chǎn)生高電平復(fù)位信號則稱為動手復(fù)位。 圖 電源電路 控制電路 單片機的復(fù)位電路 復(fù)位電路的作用是復(fù)位。 輸入輸出管腳定義 輸入定義： ；水箱水位計；接上拉電阻； ；電源開關(guān)；接上拉電阻； ；啟動按鍵；接上拉電阻； ；暫停按鍵；接上拉電阻； ；水位設(shè)定；接上拉電阻； ；功 能按鍵；接上拉電阻； ；喇叭指示；接上拉電阻； 輸出定義： ；洗滌正轉(zhuǎn)； ；洗滌反轉(zhuǎn)； ；抽水電機； ；排氣電閥； ；進自來水； ；改制劑閥； ；進離子閥； ；排水電閥； 摸儀量輸入： ；輸入啟動； ；輸出數(shù)據(jù)； ；是否轉(zhuǎn)換結(jié)束； ；數(shù)碼管十位； ；數(shù)碼管個位； ；操作界面指示燈； 輸出； 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 15 輸入； ； . . 各 單元電路設(shè)計 電源電路 單片機系統(tǒng)電源部分的電氣原理圖如圖所示。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當馬君：基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計 14 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用 于定時目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ： RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號。 ： T1，計時計數(shù)器 1輸入。 ： INT1，外部中斷 1輸入。 ： TXD，串行通信輸出。 PORT3（ ～ ）： 端口 3也具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4 個 TTL 負載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋? PORT1（ ～ ）： 端口 1 也是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4 個 LS TTL負載，同樣地若將端口 1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸 入數(shù)據(jù)。 PORT2（ ～ ）： 端口 2 是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，每一個引腳可以推動 4 個 LS 的 TTL 負載，若將端口 2的輸出設(shè)為高電平時，此端口便能當成輸入端口來使用。如果當EA引腳為低電平時（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲器）， P0 就以多工方式提供地址總線（ A0～ A7）及數(shù)據(jù)總線（ D0～ D7）。 PORT0（ ～ ）： 端口 0是一個 8位寬的開路汲極（ Open Drain）雙向輸出入端口，共有 8個位， 表示位 0， 表示位 1，依此類推。 PSEN： 此為 Program Store Enable的縮寫，其意為程序儲存啟用，當 8051 被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時（ EA=0），會送出此信號以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM 的 OE腳。平時在程序執(zhí)行時 ALE 引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的 1/6，因此可以用來驅(qū)動其他周 邊晶片的時基輸入。 ALE/PROG： ALE 是英文 Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號。如果是 使用 8751 內(nèi)部程序空間時，此引腳要接成高電平。 EA/Vpp： EA為英文 External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動作，也就是說當此引腳接低電平后，系統(tǒng)會取用外部的程序代碼（存于外部 EPROM 中）來執(zhí)行馬君：基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計 12 程序。 XTAL2： 系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機。 VSS： 電源地端。 組成框圖 控制電路 電動機 洗衣機 輸出量 （ 運 行 或 停止） 馬君：基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計 10 圖 關(guān)于 AT89S52 芯片 AT89S52 為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K在系統(tǒng)可編程 Flsah 存儲器。電磁進水閥起著通、斷電源的作用。電機在系統(tǒng)的控制下進行正轉(zhuǎn)、停、反轉(zhuǎn)通過傳動帶動波輪執(zhí)行洗滌程序；當洗滌時間終了，控制系統(tǒng) 切斷電機電路打開排水電磁閥開始排水；然后再次注水，洗衣機進入漂洗狀態(tài)，完成漂洗程序（通常為 2次漂洗）后，開始排水，同時排水電磁閥的動作并且松開為脫水程序做好準備；排水結(jié)束后系統(tǒng)控制電機單方向高速運轉(zhuǎn)完成脫水程序； 當脫水程序終了系統(tǒng)控制排水電磁閥和電機斷電，排水閥復(fù)位，同時蜂鳴器奏響，通知用戶整個洗衣程序結(jié) 束。 控制系統(tǒng)的功能 基于單片機洗衣機通過控 制系統(tǒng)設(shè)定洗衣程序在洗滌脫水桶內(nèi)自動完成注水、洗滌、漂洗、排水和 脫水全過程。 脫水過程 洗滌或漂洗結(jié)束后，電機 M 停止轉(zhuǎn)動，排水閥 M 通電打開，進行排水 .排水閥動作的同時 ,電機 M也接通 ,使電機可以帶動內(nèi)桶轉(zhuǎn)動 .當水位低到一定程度時，滿足安全條件，脫水電機 M 接通，帶動脫水桶高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力把衣物上的水從桶壁的小眼里甩出 ， 全部洗衣工作完成后，由蜂鳴器發(fā)出鳴響 ，表示衣物已洗干凈。洗滌電機 M 接通電源，帶動撥龍旋轉(zhuǎn)洗滌衣物，通過電機 M 不 停 的正轉(zhuǎn)，停，反轉(zhuǎn)，反復(fù)循環(huán)，形成洗滌水對衣物產(chǎn)生強烈的翻滾作用，衣物之間，衣物與四周桶壁之間產(chǎn)生摩擦達到洗滌效果。 （ 4） K4 為啟動鍵 洗衣機自檢 洗衣機上電后，先進行自檢，包括檢查安全開關(guān)，排水閥狀態(tài)，進水閥工作過程，電機的運轉(zhuǎn)，若發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象則蜂鳴器響，報警燈亮。弱洗，”兩種方檢測開關(guān)式。 （ 1）通過 K1 鍵步進改變“標準，經(jīng)濟，單獨，排水”四種方式，執(zhí)行相應(yīng)程序，對應(yīng)指示燈亮。控制系統(tǒng)主要由電源電路、單片機控制系統(tǒng)和外部硬件電路構(gòu)成。因此我選擇了第一方案，基于 S52 單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計。 但 PLC設(shè)計要設(shè)計出梯形圖，設(shè)計圖沒有一同固定的方法和 步驟，具有很大的試探性和隨意行，比較難掌控，分析起來復(fù)雜且困難，并且很容易遺漏一些應(yīng)該考慮的問題。洗滌完成由蜂鳴器報警。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。軟件要求高。開始浸泡，最后根據(jù)用戶手動設(shè)置的參數(shù)進行浸泡 (自動式默認時間為零 )，然后獲取檢測或設(shè)置的工作參數(shù)完成洗衣程序中的洗滌漂洗和脫水等操作。自動方式由洗衣機自動檢測、預(yù)備各項參數(shù)進行洗衣，手動方式需要用戶設(shè)置各部分的工作參數(shù)，包括洗滌用水量、浸泡時間、漂洗時間、脫水時間、電機轉(zhuǎn)速、洗衣時刻等。 方案三 基于 DSP的變頻洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計 本洗衣機系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能包括：浸泡、洗滌、 漂洗、脫水、手動設(shè)置和延時洗衣等，根據(jù)變頻洗衣機的原理和負載特性。 利用 89C51 單片機實現(xiàn)，大部分的功能可以用單片機來實現(xiàn)，這樣可以使整個電路比較簡單，而且成本也比較低，（使用單片機的外圍電路比較簡單），而且在時間計數(shù)計算上精度大，擴展功能很方便。電機顯示，用數(shù)碼管和 二極管的亮滅進行顯示， 口接報警器，蜂鳴器 BUZI 發(fā)出提示音。 圖 方案二 基于 89C51 單片機設(shè)計的全自動 它有啟動鍵、強制停止鍵、水位選擇鍵、進水閥、排水閥、洗衣電機、脫水電機及各種顯示電路。蜂鳴器有由 控制，當 輸出為“ 1”時蜂鳴器發(fā)聲。電控開關(guān)共兩個，一個為水位開關(guān)且受 的控制，另一個為洗衣機蓋開關(guān)而受 的控制，當電控開關(guān)的控制端為“ 0”時洗衣機進水，當電控開關(guān)的控制端為“ 1”時洗衣機脫水。其組成如圖 所示。 各步驟時間要求：進水時間為 4s，洗滌時間為 6s，排水時間為 2s，漂洗時間為 2s。 （ 3）在進水和脫水過程中，相應(yīng)的指示燈亮，繼電器吸合，蜂鳴器間接性響。 全自動洗衣機的主要功能： （ 1）開機默認狀態(tài)：標準方式，強洗。以單片機為主的控制器系統(tǒng)，擴展必要的外部電路，設(shè)計制作一個洗衣機控制器?，F(xiàn)在出口洗衣機和前幾年引進類似，盲目自我競爭，各自為政，因此在出口管理方面，應(yīng)協(xié)調(diào)一致，出口業(yè)務(wù)進行，統(tǒng)一對外。我國洗衣機要維持生產(chǎn)，大型模具的設(shè)計、制造和使用壽命，應(yīng)組織攻關(guān)解決。質(zhì)量好的原材料生產(chǎn)的塑料件注塑工藝和塑料模具的質(zhì)量問題。 原材料和模具方面洗衣機的原材料主要是塑料盒薄鋼板，目前均供不應(yīng)求，需進口。因此提高洗衣機的質(zhì)量要從提高零部件的質(zhì)量入手。目前我國洗衣機無故障運行水平為 250~500 小時，而國外同類產(chǎn)品達 1500~2020 小時，即十年不需修理。 質(zhì)量方面我國洗衣機的質(zhì)量問題，具體反映再功能、外觀和可靠性三方面，與國外存在較大的差距。雙桶洗衣機再提高漂洗的條件下，以重點生產(chǎn)全自動型噴淋式洗衣機為宜。為了適應(yīng)國外市場的不同需求，要適當?shù)厣a(chǎn)些新型式的滾筒式和攪拌洗衣機，進而生產(chǎn)具有波輪式 、攪拌式兩種洗衣機優(yōu)點的新機型。 結(jié)構(gòu)類型方面我國洗衣機多屬波輪式。主要弊病有： 噪聲大，麻電和漏水，進水不暢或進水不止或排水不暢，工作周期不平穩(wěn)、振動大，損傷洗滌物，洗滌效果不佳，脫水插自動性不佳，脫水不良，重量大，容量不合理。在槽中，水被從新加熱再次循環(huán)噴射到衣物上去，洗滌桶做周期性脫水，以排去水和污物，隨后漂洗3次，最后脫水洗完。衣物在液體中不停地攪動，就像桶內(nèi)根本沒有水一樣。 噴射式洗衣機意大利扎努西公司研制一種將洗滌劑不斷噴射向衣物的洗衣機，似乎無水，可以省水 20%，省洗滌劑 30%，省能 35%，省時間 10%。實際上是采用冷沸騰洗滌原理，在幾秒鐘內(nèi)從洗滌桶的上部那空氣抽出。 真空洗衣機原蘇聯(lián)研制的一種不用洗衣粉或洗滌劑的洗衣機，真空泵將洗衣桶內(nèi)吸成真空狀態(tài)，桶中水運動產(chǎn)生氣泡爆破并去污。 高溫泡 沫洗衣機日本大阪大研制的一種不用高溫泡沫來洗滌衣物的洗機。 電磁洗衣機這種洗衣機洗滌桶內(nèi)有 4個洗滌頭，上面各有個夾子，把衣物伸展夾住，每個洗滌頭上有個電磁線圈，接通電源發(fā)生 2500 次 /秒的微擊振動，使衣物在洗滌液中洗滌。這種洗衣機洗滌桶小，桶內(nèi)無運動部件，無機械電氣故障，修理方便。洗衣機的發(fā)展正是這樣，人們在生活中發(fā)現(xiàn)了它的某些不便，就會在實際中不斷地改進和完善它，新型的洗衣機正是在這種情況下誕生的。同時也將單片機控制技術(shù)用到了實際生活中，最重要的是將所學(xué)的東西運用化。目前的洗衣機都沒有實現(xiàn)全方面的兼容，打多洗衣的廠家都注重格子品牌的洗衣機的特長，突出一兩個與別的洗衣機不同的個性化的功能，洗衣機的各項功能是由單片機控制實現(xiàn)的，單片機的體積小，控制功能靈活，因 此，設(shè)計出給 予單片機控制系統(tǒng)就具有很強的實用性。 controll 馬君：基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計 IV 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） V 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................................ I Abstr